上海城区硝基芳香族化合物的化学组成及特征分析

作者：杨露; 马英歌^*; 郁建珍; 吴宇航; 乔利平; 周敏; 朱书慧; 黄成; 童张法^*

来源：环境科学, 2023, 44(12): 6495-6507.

DOI：10.13227/j.hjkx.202212176

• 细颗粒物
• 硝基芳香族化合物(NACs)
• 超高效液相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Orbitrap-HRMS)
• 组成特征
• 后向轨迹
• 特征分析

为研究硝基芳香族化合物(NACs)在上海城区大气中的浓度水平、组成特征以及与气态前体物关系，采用大流量采样器采集了2020～2021年上海城区大气细颗粒物PM2.5冬季39个和夏季46个样品，利用超高效液相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱，对其中12个NACs物质进行了定量分析，结合后向轨迹、前体物及气象要素等相关性分析，并对其中含CHON类物质进行分子组成和分类分析.结果表明，冬季ρ(NACs)平均值(17.1 ng·m-3)是夏季(5.7 ng·m-3)的3倍，冬季气团主要来自于北方，夏季气团则主要来自于较清洁的东南部海洋.冬季NACs组成中含量最丰富的物种为4-硝基苯酚，夏季则为4-硝基苯酚(清洁天)和4-羟基-3-硝基苯甲酸(污染天),冬、夏两季均表现出昼高夜低的特点.单环和多环芳烃化合物识别和表征的芳环等值数(Xc)以及O/C和H/C值等特征的定性分析结果表明，上海城区冬、夏两季PM2.5中CHON类化合物主要是芳香族化合物，且在PM2.5污染天检测到的CHON类化合物的数量和丰度均高于清洁天.对比冬、夏清洁天和污染天的分析结果发现，相对丰度前10的CHON类化合物中80%的O/N≥3,并且RDBE值在5～8之间，表明这些化合物可能存在单硝基或者二硝基取代的苯环结构.其与气态前体物相关性分析结果表明，夏季人为源排放的VOCs(苯和甲苯等)氧化反应生成是NACs的主要来源，冬季则受生物质燃烧排放和人为源VOCs的NOx氧化二次生成共同影响.

• 单位
  上海市环境科学研究院; 化学化工学院; 广西大学